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Die Erfindung betrifft eine Dichteinrichtung für Hauptkühlmittelpumpen, insbesondere Pumpen für
Siedewasserreaktoren, die bei Stillstand der Pumpenwelle oder Ausfall einer Wellendichtung durch einen
Schaltring als Dichtungsträger befähigbar ist.
Die Stillstandsdichtung dient, wie erwähnt, zur Abdichtung der Pumpenwelle bei Ausfall der vorgeschalteten Dichtung, ausserdem wird sie auch bei Sperrwasserausfall als Sicherheitseinrichtung verwendet.
Es ist bekannt, bei Hauptkühlmittelpumpen Stillstandsdichtungen anzuordnen und in der Regel wird diese Dichtung als Manschettenring ausgeführt. Es zeigt sich jedoch, dass infolge der geringen Genauigkeit die Manschettendichtung zum Trockenlauf neigt. Es wäre denkbar, das Spiel bei dieser Ausführung derart zu vergrössern, dass ein Trockenlauf nicht mehr möglich ist. Dies hat jedoch den Nachteil, dass diese Dichtung im Bedarfsfall nicht mehr zum Schliessen kommt, da bekanntlich die Schliesskraft durch den Staudruck der Flüssigkeit entsteht.
Eine weitere Einrichtung ist bekannt, bei der eine mit hoher Drehzahl umlaufende Welle, wie bei
Zentrifugen, abgedichtet wird und ausserdem für Langsamlauf bzw. Stillstand, funktionstüchtig ist. Dabei ist ein gegenläufiges Gewinde als erstes Dichtelement für die hohen Drehzahlen vorgesehen und als zweites Dichtelement wird ein mit einer Dichtlippe versehener Gummiring verwendet. Dabei wird ein konischer Ring unter die Dichtlippe geschoben, der diese bei höherer Drehzahl von der Wellenoberfläche abhebt und ein Verschmelzen durch Heisslauf vermeidet. Bei Drehzahlreduktion wird die Dichtlippe freigegeben, so dass sich diese wieder an die Wellenoberfläche dichtend anlegen kann.
Diese Dichteinrichtung ist jedoch bei Hauptkühlmittelpumpen nicht anwendbar, da hier die Probleme anders geartet sind und so hohe Drehzahlen nicht erreicht werden.
Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine Dichteinrichtung für Hauptkühlmittelpumpen zu schaffen, die sowohl bei Stillstand der Pumpenwelle, als auch bei Ausfall einer Wellendichtung voll wirksam ist, aber im Betrieb der Pumpe mit ihren Dichtorganen nicht in Berührung steht, so dass ein Verschleiss nicht eintreten kann.
Erfindungsgemäss wird das Ziel dadurch erreicht, dass der zwischen Pumpengehäuse und Welle bzw. zwischen Pumpengehäuse einen die Welle umgebenden Wellenring angeordnete Schaltring eine zur Innenseite geführte Auskragung besitzt, die ein Dichtelement, z. B. einen O-Ring trägt, welcher in an sich bekannter Weise durch Axialverschiebung des Schaltringes der Dichtstelle zuführbar ist. Um die Dichteinrichtung bei Verschleiss funktionsfähig zu halten, besteht nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung, die Dichtstelle aus einem im Wellenring befestigten weiteren Ring mit zur Wellenachse zugekehrtem Dichtkonus. Dadurch wird erreicht, dass die Dichtung in den vorhin genannten Fällen voll wirksam ist und aus Sicherheitsgründen eine lange Standzeit aufweist.
An Hand eines Ausführungsbeispieles sei die Erfindung näher erläutert. Es zeigt die Zeichnung eine Stillstandsdichtung im Längsschnitt einer Pumpenwelle.
Im Gehäuse--l--führt die Welle --2-- über eine abzudichtende Stelle der Hauptkühlmittelpumpe.
Zwischen dem Gehäuse--l--und der Welle--2--ist ein diese umgebender Wellenring--3--aufgeführt.
Der Wellenring--3--ist fest mit der Welle--2--verbunden und dreht sich mit dieser mit. Zwischen dem Gehäuse--l--und dem Wellenring--3--ist eine Aussparung vorgesehen, in der ein Schaltring--4-- eingefügt ist. Dieser Schaltring--4--weist an seiner unteren Seite eine Auskragung--7--auf, an der ein Dichtelement--5--, bestehend aus einem bekannten O-Ring eingelegt ist, der die Auskragung--7-- umschliesst.
Am Wellenring--3--ist weiters ein Ring--8--befestigt, der einen Stift --13-- gesichert ist und somit ebenfalls mit der Welle--2--mitläuft. Der Ring--8--weist an seiner unteren Seite eine Dichtstelle--6--auf, die als Dichtkonus--9--ausgebildet und zur Wellenachse--12--zugekehrt ist.
An der Aussenseite des Schaltringes --4-- ist eine konusartige Ausbildung vorgesehen. Dieser Konus weist an seiner unteren Seite den kleineren Durchmesser auf und erweitert sich allmählich bis zum vollen
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Axialspiel des Schaltringes--4--. Als Abschluss ist am Gehäuse ein Deckelring--16--als Anschlag mit Schrauben--17--befestigt.
Der Wellenring --3- ist etwas kürzer ausgeführt als die Länge der Aussparung im Gehäuse, um Spiel für eine Axialverschiebung zu sichern. Dieses Spiel wird durch die Federn--10--in der freien Bewegung eingeschränkt. Die Dichtstelle--6--ist in einem solchen Abstand von der Auskragung--7--entfernt, wie die Länge des Axialspieles des Schaltringes --4-- ausgeführt ist. Erst die Betätigung des Druckluftanschlusses, d. h. Beaufschlagung der konusartigen Ausbildung--11--am Wellenring--3--mittels Druckluft bewirkt eine Axialverschiebung des Wellenringes--4--nach oben, wobei die Federkraft der Federn--10--
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oder bei Ausfall einer Dichtung der Kühlmittelpumpe.
Da die Teile mit geringem Radialspiel herstellbar sind, können diese auch genau gefertigt werden. Das Dichtelement --5-, das im Stillstand die Abdichtung bewirkt,
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The invention relates to a sealing device for main coolant pumps, in particular pumps for
Boiling water reactors which, if the pump shaft is at a standstill or a shaft seal fails, by a
Switching ring is capable of being used as a seal carrier.
As mentioned, the standstill seal serves to seal the pump shaft in the event of failure of the upstream seal; it is also used as a safety device in the event of a water seal failure.
It is known to arrange standstill seals in main coolant pumps and this seal is usually designed as a sleeve ring. It has been shown, however, that the cuff seal tends to run dry as a result of the poor accuracy. It would be conceivable to increase the play in this embodiment in such a way that dry running is no longer possible. However, this has the disadvantage that this seal no longer closes when necessary, since it is known that the closing force is created by the dynamic pressure of the liquid.
Another device is known in which a shaft rotating at high speed, as in
Centrifuges, is sealed and is also functional for slow running or standstill. An opposing thread is provided as the first sealing element for the high speeds and a rubber ring provided with a sealing lip is used as the second sealing element. A conical ring is pushed under the sealing lip, which lifts it off the shaft surface at higher speeds and prevents it from melting due to hot running. When the speed is reduced, the sealing lip is released so that it can again seal against the shaft surface.
However, this sealing device cannot be used with main coolant pumps, since the problems here are of a different nature and such high speeds cannot be achieved.
The invention was based on the object of creating a sealing device for main coolant pumps that is fully effective both when the pump shaft is at a standstill and when a shaft seal fails, but which does not come into contact with its sealing elements when the pump is in operation, so that wear does not occur can.
According to the invention the object is achieved in that the switching ring arranged between the pump housing and the shaft or between the pump housing and a shaft ring surrounding the shaft has a protrusion which is guided to the inside and which has a sealing element, e.g. B. carries an O-ring, which can be fed to the sealing point in a known manner by axial displacement of the switching ring. In order to keep the sealing device functional in the event of wear, according to a further embodiment of the invention, the sealing point consists of a further ring fastened in the shaft ring with a sealing cone facing the shaft axis. This ensures that the seal is fully effective in the aforementioned cases and, for safety reasons, has a long service life.
The invention will be explained in more detail using an exemplary embodiment. The drawing shows a standstill seal in the longitudinal section of a pump shaft.
In the housing - l - the shaft --2-- leads over a point of the main coolant pump to be sealed.
Between the housing - 1 - and the shaft - 2 - there is a shaft ring - 3 - that surrounds it.
The shaft ring - 3 - is firmly connected to the shaft - 2 - and rotates with it. Between the housing - 1 - and the shaft ring - 3 - a recess is provided in which a switching ring - 4 - is inserted. This switching ring - 4 - has a projection - 7 - on its lower side, on which a sealing element - 5 -, consisting of a known O-ring, is inserted, which surrounds the projection - 7 - .
A ring - 8 - is also attached to the shaft ring - 3 -, which is secured by a pin --13 - and thus also runs with the shaft - 2 -. The ring - 8 - has a sealing point - 6 - on its lower side, which is designed as a sealing cone - 9 - and faces the shaft axis - 12.
A cone-like design is provided on the outside of the switching ring --4--. This cone has the smaller diameter on its lower side and gradually widens to the full
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Axial play of the switching ring - 4--. As a conclusion, a cover ring - 16 - is attached to the housing as a stop with screws - 17.
The shaft ring --3- is made slightly shorter than the length of the recess in the housing to ensure play for axial displacement. This play is restricted in free movement by the springs - 10 -. The sealing point - 6 - is at such a distance from the projection - 7 - as the length of the axial play of the switching ring - 4 - is designed. Only the actuation of the compressed air connection, d. H. Acting on the conical design - 11 - on the shaft ring - 3 - by means of compressed air causes an axial displacement of the shaft ring - 4 - upwards, whereby the spring force of the springs - 10--
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or if a seal on the coolant pump fails.
Since the parts can be manufactured with little radial play, they can also be manufactured precisely. The sealing element --5-, which provides the seal when the vehicle is at a standstill,
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